Как сообщает Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL), она разработала фотоэлемент с эффективностью 47,1%. Это шестипереходный фотоэлемент, в основе которого лежат полупроводниковые материалы из групп III-V периодической таблицы.
Шестипереходный фотоэлемент демонстрирует необычайный потенциал, сказал Джон Гайс, ведущий ученый группы по высокоэффективной кристаллической фотовольтаике в NREL.
Для создания фотоэлемента исследователи NREL использовали полупроводниковые материалы из групп III-V, которые имеют широкий диапазон свойств поглощения света. Каждый из шести переходов фотоэлемента (фотоактивные слои) специально разработан для захвата света из определенной части солнечного спектра.
Хотя фотоэлемент состоит из примерно 140 слоев различных материалов III-V, в то же время он в три раза тоньше человеческого волоса. На практике производство таких фотоэлементов в промышленных масштабах будет неоправданно дорогим из-за высокой стоимости материалов и высоких производственных затрат. Тем не менее новые фотоэлементы могут найти применение в ряде ниш, в первую очередь, в космической сфере. На Земле, однако, шестипереходный фотоэлемент хорошо подходит для использования в концентраторах.
«Одним из способов снижения затрат является сокращение занимаемой площади», — сказал соавтор Райан Франс. Этого можно достичь с помощью зеркала, которое улавливает свет и фокусируется на одной точке. Расход материалов в этом случае будет на уровне одной сотой или даже тысячной по сравнению с плоским кремниевым фотоэлементом. Дополнительным преимуществом является то, что при концентрации света эффективность увеличивается.
Райан Франс считает, что есть хорошие шансы достичь эффективности более 50%. 100% не могут быть достигнуты из-за законов термодинамики. Основным препятствием для исследований по достижению эффективности выше 50% в настоящее время является снижение барьеров сопротивления внутри фотоэлемента, которые препятствуют прохождению тока.
Источник: https://www.solarserver.de/2020/04/14/neuer-weltrekord-fuer-wirkungsgrad-von-mehrfachsolarzellen/